黄土滑坡类型及变形破坏机制.doc

黄土滑坡类型及变形破坏机制 (图文)时间：2011-04-22 12:02:49 科技小论文 作者：秩名论文导读：虽然黄土滑坡研究取得了一系列成果，但在治理过程依然存在着很多困难，主要原因是由于建设工期短，许多在一线工作的同志缺乏经验，因此，这里选取对不同类型的黄土滑坡进行分类，并且对破坏机制进行分析，希望能为广大滑坡工作者有所帮助和借鉴意义。根据滑坡体物质组成及滑面的发育位置，可将其进一步划分为黄土层内滑坡、黄土接触面滑坡、黄土泥岩顺层滑坡和黄土泥岩滑坡四种基本类型（表1）。其中黄土层内滑坡和黄土接触面滑坡一般为这种变形破坏模式。这种拉裂面的形成机制与压应力作用下格里菲斯裂纹的形成扩展规律近似，所以它属压致拉裂。关键词：黄土滑坡，类型，变形破坏，机制随着西部经济的快速发展，黄土地区成为新的经济增长点，工程建设项目日益增多，伴随着的边坡失稳现象也日益增多，其中黄土滑坡是黄土边坡失稳破坏的最主要类型。据不完全统计仅陕西就已经发生黄土滑坡1131处1，2，兰州地区1300余处，甘肃东部4576处3，且这一数字随着黄土地区经济的发展不断增加而继续增长。黄土滑坡因其具有频发性、广泛性、复杂性、灾难性而威胁人民生命财产和水、电、交通等工农业设施安全，已经成为黄土地区一种典型的、至今依然不能有效根治的灾害现象4。由于黄土滑坡严重限制了黄土地区经济发展，威胁黄土地区人民的生命财产安全，因此，黄土滑坡灾害受到了空前重视。众多学者、专家、工程技术人员在黄土滑坡的类型、机理、成因、预测预报、防治措施等方面做了大量研究，取得了一系列成果5-8。论文参考网。虽然黄土滑坡研究取得了一系列成果，但在治理过程依然存在着很多困难，主要原因是由于建设工期短，许多在一线工作的同志缺乏经验，因此，这里选取对不同类型的黄土滑坡进行分类，并且对破坏机制进行分析，希望能为广大滑坡工作者有所帮助和借鉴意义。1 黄土滑坡的基本类型地层岩性是滑坡发育的物质基础，也是滑坡研究和防治中首先查清的问题。因此，按物质组成分类是最能反映滑坡基本特征的分类方法。根据滑坡体物质组成及滑面的发育位置，可将其进一步划分为黄土层内滑坡、黄土接触面滑坡、黄土泥岩顺层滑坡和黄土泥岩滑坡四种基本类型（表1）。表 黄土滑坡基本类型表9 （略有改动）滑坡类型滑动面位置基本特征变形破坏的地质力学模式10纯黄土滑坡黄土层内滑坡主滑面发育在相对均匀的黄土层内。滑体基本全由不同时代黄土及黄土状土组成。滑动面近似圆弧型，光滑，后部受垂直节理控制，较陡直。多为滑移拉裂型黄土接触面滑坡主滑面位于含水量高或饱水的黄土、泥岩接触面处。 滑体主要由马兰黄土组成，常带动少量泥岩顶部强风化层。滑动面较为平直，倾角多在1020。滑移拉裂型或塑流拉裂型混合型黄土滑坡黄土泥岩顺层滑坡主滑面沿倾向坡外的岩层中软弱层面及夹层发育，上部黄土中滑面为拉裂面。滑体主要由黄土和中、新界岩层组成。主滑面平直，受岩层产状控制，倾角一般为1020。滑移压致拉裂型或滑移拉裂型黄土泥岩切层滑坡主滑面斜切岩层，在斜坡自重作用下沿节理、裂隙等结构面发育。滑体主要由黄土和中、新界岩层组成。主滑面后部较陡，规模多在百万方以上。滑移-拉裂-剪断型2变形破坏机制分析2.1 滑移拉裂型坡体在自重作用下向临空方向蠕动，随着斜坡土体强度的降低，最终因抗压强度小于剪切应力而发生变形，其后缘处于拉应力状态。当拉应力超过后缘坡体的抗拉强度时，便产生拉裂，坡面表现为拉张裂缝，为地表水的进一步渗入提供了条件，导致蠕动变形加剧，拉裂向下逐渐加深，一旦遇到强有力的诱发因素，则可能破坏成灾形成滑坡。其中黄土层内滑坡和黄土接触面滑坡一般为这种变形破坏模式。2.2滑移压致拉裂型滑移压致拉裂型主要发育在坡度中等至陡的平缓层状体斜中。坡体沿平缓结构面向坡前临空方向产生缓慢的蠕变性滑移。论文参考网。滑移面的锁固点或错列点附近，因拉应力集中生成与滑移面近于垂直的拉张裂隙，向上(个别情况向下)扩展且其方向渐转成与最大主应力方向趋于一致(大体平行坡面)并伴有局部滑移。这种拉裂面的形成机制与压应力作用下格里菲斯裂纹的形成扩展规律近似，所以它属压致拉裂。滑移和拉裂变形是由斜坡内软弱结构面处自下而上发展起来的。可大致划分为以下三个阶段：(1)卸荷回弹阶段；(2)压致拉裂面自下而上扩展阶段；(3)滑移面贯通阶段：变形进入累进性破坏阶段。变形体开始明显转动，陡倾的阶状裂面成为剪应力集中带，陡缓转角处的嵌合体逐个被剪断、压碎，并伴有扩容，使坡面微微隆起。待陡倾裂面与平缓滑移面构成一贯通性滑移面则将导致破坏。黄土泥岩顺层滑坡一般为该破坏模式，其主滑面倾角较缓，但长度相对较大。该类滑坡的主滑面沿下伏岩层中相对软弱的层面或夹层发育，在自重作用下，坡体沿该面缓慢剪切滑移。由于下部滑体的滑移，上部黄土层形成贯通性的拉张裂缝。虽然这类滑坡具有较大的滑动势能，但坡体结构、主滑面的形状和性质决定了其滑速较低，滑距较近。首先，主滑面的倾角较缓，而长度相对较大，滑动土体主要集中在该段，不利于滑动。其次是主滑面上的岩石强度本身较低，在长期的剪切变形中整个主滑面的内聚力已基本释放，滑体在以主滑面的摩擦力为主的抗滑力作用下维持着平衡。因此，滑体失稳时，滑面上无锁固段岩土体突然破坏而引起的内聚力大幅降低，即不可能产生巨大的推滑力使滑体高速远程滑动。一般在地下水的大范围软化等作用下，使主滑面的抗滑摩擦力逐渐降低而发生缓慢滑动。有滑速低、滑距小的特点。2.3滑移-拉裂-剪断型滑移-拉裂-剪断三段式模式是指边坡的变形破坏具有分三段发育的特征，即下部沿近水平或缓倾坡外（内）结构面蠕滑、后缘拉裂、中部锁段剪断(图111)。论文参考网。这种模式最早揭露于黄河龙峡水电站近坝库岸河段，以其中的查纳、龙西等大型滑坡为代表12，是一种受坡脚近水平结构面控制边坡的经典变形-破坏模式，也是我国大型高速滑坡发生的一类主要机理模式。蠕变拉裂剪断型是边坡坡脚处由于卸荷回弹裂隙相对发育、地下水相对活跃、坡体应力相对集中等原因，导致坡脚处剪切蠕变相对强烈，形成剪切蠕滑段。而在坡顶形成拉张应力区出现后缘拉裂缝，形成坡顶拉裂段。剪切蠕滑段和拉裂段不断发展，使边坡中段的锁固段应力不断集中，长度不断变短，当达到临界长度时产生失稳滑动。据试验资料，锁固段泥岩有较高的内聚力，其峰残强度效应较大且呈脆性破坏。因此，锁固段破坏时滑体失去了很大的抗滑力，同时也相应获得了很大的推滑力，使滑体处于力的极不平衡状态，急剧起程滑动。一般此类滑坡的后部滑面较陡，有利于形成高速滑动。加上高速滑动时的汽化、气垫等持速效应，当前部地形开阔时，多形成高速远程滑坡。黄土泥岩切层滑坡的变形破坏方式一般为蠕变拉裂剪断型，滑动面多沿节理、裂隙等结构面形成。洒勒山滑坡的破坏机制便属于滑移-拉裂-剪断三段式模式。这类滑坡一般可造成严重的经济损失和人员伤亡。3结论综合上述分析.讨论，可得出以下结论和认识：（1）按照黄土地区滑坡的岩土组成及滑动面的发育位置，黄土滑坡可进一步划分为：黄土层内滑坡、黄土接触面滑坡、黄土泥岩顺层滑坡和黄土泥岩切层滑坡四种基本类型。（2）黄土层内滑坡和黄土接触面滑坡一般为滑移拉裂型变形破坏模式；黄土泥岩顺层滑坡一般为滑移压致拉裂型变形破坏模式，其主滑面倾角较缓，但长度相对较大；黄土泥岩切层滑坡的变形破坏方式一般为蠕变拉裂剪断型，滑动面多沿节理、裂隙等结构面形成。上述对黄土滑坡类型与变形破坏机制的探讨，在黄土地区滑坡的研究及防治中有一定指导作用。参考文献：1 陕西省滑坡工作办公室. 陕西省滑坡分布说明图（1750000）.西安：西安地图出版社,19952 陕西省滑坡工作办公室. 陕西省滑坡分布图、陕西省滑坡灾害预测图. 西安：西安地图出版社,19953 吴玮江.甘肃东部滑坡发育规律J. 中国地质灾害与防治学报,1993,4(3):89-954 王念秦.黄土滑坡发育规律与防治措施研究博士论文. 成都:成都理工大学环境与土木工程学院,20045王家鼎.高速黄土滑坡的一种机理饱和黄土蠕动液化J. 地质评论,1992,38(6):532-5386王家鼎.地震诱发高速黄土滑坡的机理研究J.岩土工程学报,2001，21(6):78-827王家鼎.灌溉诱发高速黄土滑坡的运动机理研究J.工程地质学报,2001，9(3):241-2468徐邦栋,王恭先.几类滑坡的发生机理J.滑坡文集（第五集）.北京：中国铁道出版社,1986:77-819 吴玮江,王念秦等.黄土滑坡的基本类型与活动特征J. 中国地质灾